CN102585922A - 一种焦炉煤气脱萘装置及方法 - Google Patents

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李维忠
祝仰勇
刘芬
王贺红
宁述芹
张顺贤
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Abstract

一种焦炉煤气脱萘装置及方法，特别适用于焦炉煤气脱萘的工业生产中，通过有效的引入超重力旋转填料床，设计一套脱萘的系统及工艺方法，该装置的核心是错流旋转填料床，气液错流接触，不易因气量过大产生液泛现象，无需在喷液管与填料层之间留有较大空间，所以填料层径向尺寸变得较小，减轻了转子旋转的能耗，更加节能。

Description

一种焦炉煤气脱萘装置及方法
技术领域
本发明涉及一种焦炉煤气脱萘装置及方法，适用于工业化的焦炉煤气的深度脱萘。
背景技术
焦炉煤气发电是焦炉煤气综合利用途径的一种，不但能够实现钢铁和焦化这类高耗能企业生产用电的自给自足，还可将富裕电量提供给附近居民使用，极大的缓解了城市用电的压力，具有重要的社会意义。焦炉煤气中的萘具有易结晶的特点，容易堵塞发电设备，所以在进行发电之前要对焦炉煤气进行脱萘。目前，国内焦炉煤气的脱萘一般采用脱萘液喷洒洗涤工艺，根据对焦炉煤气中萘含量的要求可串联多个洗涤塔。洗涤塔顶部安装脱萘液喷洒管，煤气从脱萘塔底进入，自下向上流动，与喷洒液逆向接触，用脱萘液吸收煤气中的萘。该法由于气液接触面有限，导致吸收效率低，装置占地大，能耗高，造成资源的浪费。目前，超重力旋转床作为重要的强化气液传质的反应器，已在多个化工单元中得到应用。超重力旋转床的核心为旋转床内腔载有填料的高速旋转的转子。在超重环境下，液体被切割成细小的液滴、液丝或液膜，大大提高了气液传质有效比表面和传质速率。本发明旨在利用超重力技术，提供一种适合焦炉煤气脱萘的装置，可克服现有洗萘塔吸收效率低、占地面积大、运行成本高等不足。
发明内容
针对上述情况，本发明提供了一种适合焦炉煤气脱萘的装置及方法，该装置可高效的脱除焦炉煤气中的萘，无需设立多个脱萘塔，装置占地也仅为洗萘塔的1/10。
一种焦炉煤气脱萘装置，包括超重力旋转填料床2，所述超重力旋转填料床具有进液口31、排液口32、进气口33和排气口34共四个连接口，所述超重力旋转填料床2的排液口与进液口分别通过管道连接到同一脱萘液槽4，且在超重力旋转填料床和脱萘液槽之间的各管道上接入动力泵41；所述脱萘液槽4通过脱萘液抽出泵51与废液槽5相连，所述脱萘液槽4通过脱萘液补充泵61和新脱萘液槽6相连；所述超重力旋转填料床2的进气口接未脱萘焦炉煤气，一般未脱萘焦炉煤气含萘量在0.5-1g/m3，排气口与下一个净化单元联通。
所述超重力旋转填料床包括静态的壳体21和动态的转动轴22，其中，电机通过转动轴管带动填料层23和除雾层转动，液体被第一泵输入到液体管道并通过液体管道上的小孔后，液体在离心力作用下经过填料层甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外；在机壳21上设有支撑环26，所述支撑环26与填料层23和除雾层24之间分别设有大型滑动轨道27，所述填料内层与转动轴管之间设有小型滑动轨道28；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为100-2000r/min。
工艺过程详细描述如下：
步骤一，首先将脱萘液槽内装入用于吸附萘的脱萘液，此时称为贫液，然后通过动力泵将含萘度低的贫液打到超重力旋转填料床内部；
步骤二，向所述超重力旋转填料床的进气口通入未处理的富萘焦炉煤气，处理后的焦炉煤气经排气口排出后与下一个净化单元联通，同时吸附交换后的脱萘液含萘浓度升高并被输送到脱萘液槽内，其中的脱萘液量根据所要处理的煤气量变化调整，气-液体积比的范围为300～500∶1；
步骤三，工作一段时间后检测脱萘液槽内脱萘液的含萘量，根据需要选择适时更换脱萘液槽内的脱萘液液体。
上述步骤中，脱萘液槽中的脱萘液需每两天进行一次化验，含萘超标后需要更换新脱萘液，更换时，先用抽出泵将废液打至废液槽，然后通过脱萘液补充泵将新脱萘液槽中的液体加入脱萘液槽中；
根据待处理的气体流量和焦炉煤气中含萘浓度调整超重力旋转填料床转动轴的转速，转速通常在100-2000r/min之间进行调整。
所述脱萘液更换标准为脱萘液含萘超过4％。
本发明提供的一种焦炉煤气脱萘装置特别适用于焦炉煤气脱萘的工业生产，该装置的核心是错流旋转填料床，气液错流接触，不易因气量过大产生液泛现象，无需在喷液管与填料层之间留有较大空间，所以填料层径向尺寸变得较小，减轻了转子旋转的能耗，更加节能。
附图说明
图1为一种焦炉煤气脱萘装置的工艺流程图；
图2为焦炉煤气脱萘装置中超重力旋转床结构图；
图3为图2的左视示意图；
图中，2超重力旋转填料床，21壳体，22转动轴，23填料层，24除雾层，25小孔，26支撑环，，27大型滑动轨道，28小型滑动轨道，31进液口，32排液口，33进气口，34排气口，4脱萘液槽，41动力泵，51脱萘液抽出泵，5废液槽，61脱萘液补充泵，6新脱萘液槽。
实施例
如图1、图2、图3所示，一种焦炉煤气脱萘装置，包括超重力旋转填料床2，超重力旋转填料床具有进液口31、排液口32、进气口33和排气口34共四个连接口，这些和现有的技术是基本一致的。超重力旋转填料床2的排液口与进液口分别通过管道连接到同一脱萘液槽4，且在超重力旋转填料床和脱萘液槽之间的管道上接入动力泵41，实现脱萘液的流动。脱萘液槽4通过脱萘液抽出泵51与废液槽5相连，所述脱萘液槽4通过脱萘液补充泵61和新脱萘液槽6相连，可以实现脱萘液的更换。超重力旋转填料床2的进气口接未脱萘焦炉煤气，排气口与下一个净化单元连通。
超重力旋转填料床包括静态的壳体21和动态的转动轴22，其中，电机通过转动轴管带动填料层23和除雾层24转动，液体被第一泵11输入到液体管道并通过液体管道上的小孔后，液体在离心力作用下经过填料层23甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外；在机壳21上设有支撑环26，所述支撑环26与填料层23和除雾层24之间分别设有大型滑动轨道27，填料内层与转动轴管之间设有小型滑动轨道28。
该旋转填料床的进气口通入含萘焦炉煤气，排气口与下一个净化单元连通。旋转填料床的进液口与排液口分别通过泵与脱萘液槽相连，脱萘液槽的脱萘液需要定期更换，更换时，先用脱萘液抽出泵将废液打至废液槽，然后通过脱萘液补充泵将新脱萘液槽中的液体加入脱萘液槽中。
本装置中的超重力旋转床采用气液错流的接触方式，电机通过转动轴带动填料层、除雾层转动，液体用泵输入液体管道，通过液体进口管道上的小孔，在离心力作用下经过填料层甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外。机壳上设有支撑环，支撑环与填料层和除雾层之间设有大型滑动轨道，填料内层与液体进口管道之间设有小型滑动轨道，形成动态密封结构，以保证气体由进气口输入后，能从填料层前端进入由后端排除，与液体错流接触。
工作时，开启电机并根据待处理的气体流量和焦炉煤气中含萘浓度调整转速，通常在100-2000r/min之间进行调整。焦炉煤气经气体进口进入旋转填料床，气体沿轴向通过高速旋转的填料层，脱萘液经泵打入液体进口管道，通过进液口管道上的小孔均匀的喷洒在填料层内侧，当脱萘液接触到高速旋转的填料层时，瞬间被撕裂，并改变了原来的飞行方向，在强大的离心力场中，脱萘液与焦炉煤气在高湍动、强混合的作用下完成对萘的吸收，脱萘后的焦炉煤气进入除雾层，将夹带的少量液体分离后，从气体出口排除。吸收萘的脱萘液经排液口排除进入脱萘液槽。脱萘液需每两天进行一次化验，含萘超标后需要更换新脱萘液。
工艺过程详细描述如下：
步骤一，首先将脱萘液槽内装入用于吸附萘的脱萘液，此时称为贫液，然后通过动力泵将含苯度低的贫液打到超重力旋转填料床内部；
步骤二，向所述超重力旋转填料床的进气口通入未处理的富萘焦炉煤气，处理后的焦炉煤气经排气口排出后与下一个净化单元联通，同时吸附交换后的脱萘液含萘浓度升高并被输送到脱萘液槽内；脱萘液量根据所要处理的煤气量变化调整，气-液体积比的范围为300～500∶1，并根据待处理的气体流量和焦炉煤气中含萘浓度调整超重力旋转填料床转动轴的转速，转速通常在100-2000r/min之间进行调整。
步骤三，工作一段时间后检测脱萘液槽内脱萘液的含萘量，根据需要选择适时更换脱萘液槽内的脱萘液液体。
上述步骤中，脱萘液槽中的脱萘液需每两天进行一次化验，所述脱萘液更换标准为脱萘液含萘超过4％，含萘超标后需要更换新脱萘液，更换时，先用抽出泵将废液打至废液槽，然后通过脱萘液补充泵将新脱萘液槽中的液体加入脱萘液槽中。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种焦炉煤气脱萘装置，其特征在于，包括超重力旋转填料床(2)，所述超重力旋转填料床具有进液口(31)、排液口(32)、进气口(33)和排气口(34)共四个连接口，所述超重力旋转填料床(2)的排液口与进液口分别通过管道连接到同一脱萘液槽(4)，且在超重力旋转填料床和脱萘液槽之间的各管道上接入动力泵(41)；所述脱萘液槽(4)通过脱萘液抽出泵(51)与废液槽(5)相连，所述脱萘液槽(4)通过脱萘液补充泵(61)和新脱萘液槽(6)相连；所述超重力旋转填料床(2)的进气口接未脱萘焦炉煤气，排气口与下一个净化单元联通。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉煤气脱萘装置，其特征是，所述超重力旋转填料床包括静态的壳体(21)和动态的转动轴(22)，其中，其中，电机通过转动轴管带动填料层(23)和除雾层(24)转动，液体被第一泵(11)输入到液体管道并通过液体管道上的小孔后，液体在离心力作用下经过填料层(23)甩向外层机壳，被甩出的液体由排液口排出装置外；在机壳(21)上设有支撑环(26)，所述支撑环(26)与填料层(23)和除雾层(24)之间分别设有大型滑动轨道(27)，所述填料内层与转动轴管之间设有小型滑动轨道(28)；所述超重力旋转填料床中转动轴的转速为100r/min～2000r/min。
3.利用权利要求2中的装置实现的一种焦炉煤气脱萘方法，其特征是，工艺过程详细描述如下：
步骤一，首先将脱萘液槽内更换为用于吸附萘的脱萘液，此时称为贫液，然后通过动力泵将含苯度低的贫液打到超重力旋转填料床内部；
步骤二，向所述超重力旋转填料床的进气口通入未处理的富萘焦炉煤气，处理后的焦炉煤气经排气口排出后与下一个净化单元联通，同时吸附交换后的脱萘液含萘浓度升高并被输送到脱萘液槽内，脱萘液量根据所要处理的煤气量变化调整，气-液体积比的范围为300～500∶1；
步骤三，工作一段时间后检测脱萘液槽内脱萘液的含萘量，根据需要选择适时更换脱萘液槽内的脱萘液液体。
上述步骤中，脱萘液槽中的脱萘液需每两天进行一次化验，含萘超标后需要更换新脱萘液，更换时，先用抽出泵将废液打至废液槽，然后通过脱萘液补充泵将新脱萘液槽中的液体加入脱萘液槽中；
根据待处理的气体流量和焦炉煤气中含萘浓度调整超重力旋转填料床转动轴的转速，转速通常在100-2000r/min之间进行调整。
4.根据权利要求3所述的一种焦炉煤气脱萘方法，其特征是，所述脱萘液更换标准为脱萘液含萘超过4％。
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